Zur näheren Kenntniſs der Kesseleinlagen; von Jos. Popper. Mit Abbildungen auf Tafel 14. Popper's Kesseleinlagen. Es dürfte den Technikern nicht unwillkommen sein, wenn denselben in nachfolgenden Zeilen in kurzer Uebersicht das Resultat mehrjähriger Erfahrungen betreffs der Wirksamkeit der Kesseleinlagen, sowie eine noch nicht veröffentlichte, detaillirtere Angabe der Functionsweise und Construction derselben dargeboten wird. Bekanntlich sind in jüngster Zeit ziemlich abschlieſsende Behandlungen der ganzen Frage über die Beseitigung des Kesselsteins publicirt worden, so unter Andern sehr eingehend von F. Fischer, von v. Reiche in seinem Buche über Dampfkessel und von Weinlig in den Technischen und gewerblichen Mittheilungen des Magdeburger Dampfkesselvereines, 1877 Heft 5. Allen diesen Darstellungen, soweit sie die Kesseleinlagen betreffen, will ich nun eine, wie man sehen wird, ganz objectiv gehaltene Ergänzung hinzufügen, welche einerseits das technische Verständniſs fördern, andererseits den Nutzen herbeiführen wird, daſs die Industriellen nicht Constructeuren in die Hände fallen, die ohne genügendes Verständniſs der Sache Auslagen ohne Vortheil, oder sogar mit Schaden verursachen. Es zeigte sich nämlich immer häufiger, daſs die vielen Nachahmer meiner Einlagen den Industriellen einfach blose Blechtröge liefern und dadurch jene erwähnten Uebelstände herbeiführen; welche Blechtröge ich sofort hiermit als das allergefährlichste bezeichnen muſs, was man nur in den Dampfkessel einführen kann, den einzigen günstigen Zufall ausgenommen, daſs der Abstand des Troges vom Kesselblech so überaus groſs genommen wird, daſs kein Schaden, aber auch kein Vortheil herbeigeführt wird. Die Schuld an dem Miſsverständniſs, meine Kesselanlagen für blose Tröge, Schlammfänger u. dgl. anzusehen und danach zu construiren, tragen meist die theoretischen Darstellungen, wobei ich selbst das sonst mit groſsem Verstand geschriebene Werk v. Reiche's nicht ausnehmen kann; es wird auch meistens nur vom Auffangen des Schlammes, von der Oberflächenwirkung der Einlagebleche u. dgl. gesprochen, welche Wirkungen doch nur ganz secundär sind, namentlich in jenen Fällen, wo die Einlagen besonders praktisch und nützlich erscheinen, d. i. bei allen Unterfeuerungskesseln. Es ist bekanntlich, seitdem ich zuerst darauf aufmerksam machte, von allen Dampfkessel-Technikern einstimmig die Beseitigung der angehäuften Kesselsteinsplitter auf den Feuerblechen als die wichtigste Aufgabe bei Unterfeuerungskesseln angegeben worden; und ebenso ist es, mit wenigen Ausnahmen, zugestanden worden, daſs die Einlagen (nebst einer Verminderung des Kesselsteins) dieser Aufgabe genügen; nur wird bisher fälschlich behauptet, die Splitter flögen zwischen Einlageblechen und Kesselwand seitwärts in die Höhe und dann wieder in die Blechmulde hinein. Ich theile nun mit, daſs dem nicht so ist; fast immer, wenn die Splitter nur einigermaſsen Gröſse und Gewicht besitzen, was der gewöhnliche Fall ist, kommen sie durch die trichterförmigen Aufsätze am tieſsten Punkt der Einlagen in die Höhe. In diesen Trichtern wird nämlich dem Dampf eine düsenförmige Ausströmung aufgezwungen, also Beschleunigung mitgetheilt; er reiſst Wasser und dadurch die Splitter mit sich fort. Directe Beweise dafür lieferten meine Versuche mit Varianten der Einlagenconstruction betreffs der Höhe, Weite, Form und Anbringungsstelle dieser Trichter, sowie mit gänzlicher oder theilweiser Absperrung ihrer Oeffnungen, die ich seinerzeit in der kaiserlichen Saline Wieliczka durchführte. Werden diese Trichter weggelassen oder verengt, so erfolgt ein Liegenbleiben der Splitter gröſsern Kalibers, daher auch meist ein Verstopfen des Kanales und ein Verbrennen des Kessels. Ein solcher Fall ist mir in jüngster Zeit durch einen Vortrag des Hrn. R. Engländer. Oberinspector des österreichischen Dampfkesselvereines, im nieder-österreichischen Gewerbeverein bekannt geworden, wonach der Genannte für einen Bouilleurkessel die Anwendung meiner Einlagen empfahl und ein Maschinenfabrikant versprach, „Popper'sche Einlagen“ zuliefern, in der That aber einfache Blech tröge in den Kessel stellte und ihn richtig verbrannte! Bei Unterfeuerungskesseln müssen die Einlagen, namentlich an der heiſseren Kesselseite, noch über die Feuerbrücke hinaus, stets pyramidenförmige Trichter erhalten. Was die Frage nach ganzer oder theilweiser Belegung betrifft, so sei erwähnt, daſs bei sehr schlammreichen Wässern eine totale Belegung angezeigt scheint; wo dies nicht der Fall ist, muſs man, um sicher zu gehen, mindestens noch eine Kesselplatte über die Feuerbrücke hinaus mit den Einlagen bedecken. Diese Erfahrungsresultate gewann ich selbst, und kürzlich theilte mir auch das königliche Steinkohlenwerk St. Ingbert (in der bayerischen Rheinpfalz) mit, daſs sie dort mit der, wie hier angegebenen, theilweisen Belegung ganz gut fortkommen. Natürlich wird aber in solchem Falle die totale Ablagerung von Stein an dem kältern Kesseltheile gröſser ausfallen als bei ganzer Belegung; jedoch wird auf diesen Umstand meist weniger Gewicht gelegt, da der Schutz der Feuerplatten am wichtigsten erscheint. Bei einfachen Walzenkesseln aber, in die also auch hineingespeist wird, muſs stets ganze Belegung angewendet werden, und zwar bekommen die hintern Einlagen, in die das Speiserohr einzumünden hat, keine Trichter, damit sie einerseits das kalte Wasser nicht direct an die heiſsen Kesselbleche zulassen, andererseits damit sie wie ein Vorwärmer und zugleich wie ein Schlammsammler functioniren. Bei Röhrenkesseln mit Unterfeuerung, wie z.B. von Pauksch und Freund., wird der ohnedies kurze Kessel ganz belegt; die Einlagen müssen aus drei zusammenschiebbaren Theilen hergestellt sein, sonst ist die Einbringung zu mühsam, wenn nicht oft unmöglich. Bei Siederohrkesseln muſs von Anwendung der Einlagen wegen des geringen Durchmessers der Siederohre gänzlich Abstand genommen werden. Vorwärmer sollen niemals mit Einlagen versehen werden; deren Wirkung ist hier verschwindend klein, die Manipulation lästig und das Bedürfniſs nur gering. Bei Flammrohrkesseln mit einem Flammrohr fand ich die Manipulation mit den Einlagen zu beschwerlich, wenn es sich um vollständige Belegung handelte, und wenn eine häufige Abstellung, also Reinigung, nöthig war. Bei Flammrohrkesseln mit zwei Flammrohren jedoch ist die Einbringung der Einlagen relativ bequem; welche Leistungen aber bei Flammrohrkesseln (Lancashire- und Cornwallkesseln) überhaupt zu erwarten und in welcher Kessellänge hier die Einlagen anzuwenden sind, will ich jetzt aus einander setzen und zugleich eine Skizze der Detailconstruction geben, die ich bisher – aus geschäftlichen Gründen – zurückhielt, sowie ich auch die ohne mein Wissen publicirten Zeichnungen in der Zeitschrift des österreichischen Ingenieurvereines, 1869 S. 26, welche auch in die Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure und in andere Fachschriften (vgl. * 1869 191 263) übergegangen sind, obwohl sie sich nur auf die allererste Idee gründeten und mit den erfahrungsmäſsig factisch construirten Einlagen ganz und gar nicht übereinstimmen, aus denselben Gründen bisher nicht durch die richtigen ersetzte. Auch in dem Buche v. Reichet über Dampfkessel (zweite Auflage) muſs die betreffende Stelle corrigirt werden, in der es heiſst, daſs ich bei diesen Kesseln die Einlagen ganz entgegen den früheren Principien construire; denn es wird sich sogleich zeigen, welche Aufgabe zu lösen war, und wie danach die Construction nothwendiger Weise beschaffen sein muſste. Vor Allem muſs nun hervorgehoben werden, daſs bei Flammrohrkesseln die Wirkung der Einlagen bezüglich des eigentlichen Kesselsteins nicht so hervorragend ist, wie bei den cylindrischen Unterfeuerungskesseln, denn um Beseitigung von Splitteranhäufungen auf den Feuerplatten handelt es sich hier nicht; was die fest anhaftende Kruste betrifft, so ist sie auf den Heizrohren selten beträchtlich, und an dem Mantelkessel sind die Wasserströmungen für eine starke Reduction der Krustendicke durch Einlagen nicht lebhaft genug zu erzielen. Nach allen bisherigen Erfahrungen wird daher die Verminderung der Kesselsteindicke, obwohl sie durch die Einlagen unbedingt erreicht wird, in letzte Linie zu stellen sein; die Auffangung des Schlammes aus dem gesammten Kesselwasser jedoch wird durch die Einlagen vollständig herbeigeführt, zu welchem Behufe hier in der That die Einlagen um den Kesselmantel herum als bloser Schlammtrog construirt sind. Durch diese beiden Leistungen kann jeder Flammrohrkessel mit Einlagen stets viel länger als sonst ununterbrochen im Betrieb bleiben; ganz besonders aber sei nunmehr auf die eigentliche Hauptleistung der Einlagen bei Flammrohrkesseln aufmerksam gemacht, welche bisher von den Ingenieuren merkwürdiger Weise trotz meines wiederholten Hervorhebens ganz übersehen wurde, obwohl sie für die Sicherheit des Betriebes höchst wichtig ist und thatsächlich niemals ausbleibt. Ich meine damit die Reinhaltung und Verhinderung des starken Schwankens des Wassers im Wasserstandsglase. Ueber die Wichtigkeit dieser Leistung brauche ich wohl nicht eingehender zu sprechen, und da überhaupt noch keine andere Vorrichtung besteht, welche diese Leistung ermöglicht, so soll die Construction der Einlagen für solche Kessel hier erläutert werden. In Fig. 6 bis 9 Taf. 14 bedeutet EE die Einlage für den Mantelkessel; sie wirkt als Schlammtrog, ee ist die Einlage für das Flammrohr; dieselbe bewirkt eine sehr lebhafte Wasserströmung längs der obern Kuppe des Feuerrohres; der Dampf nebst dem mitgerissenen Wasser treten oben bei s durch einen schmalen Schlitz aus, dessen Länge beinahe gleich der Länge der ganzen Einlage ist. Nach dem Austritte aus dem Schlitze jedoch wird der Dampf gezwungen, längs der schiefen Flügel f zu gleiten; auf diese Weise wird die ganze wallende Bewegung des Kesselwassers an die Seitenwand des Mantelkessels hin gerichtet, während das eigentliche Wasserniveau ruhig bleibt. In Folge dessen werden die schlammigen Trübungen und Wallungen im Wasserstandsapparat hintangehalten, selbst wenn unten bei m auch schon sehr beträchtliche Schlammmengen abgelagert wären, d.h. der Kessel schon lange im Betriebe war. Man beachte nun, wie lebhaft eine einfache und wohlfeile Vorrichtung erwünscht sein muſs, die es ermöglicht, ohne das Kesselwasser zu reinigen, oder den Schlamm, z.B. durch häufiges Ausblasen, zu. reduciren, unabhängig von allen schon mitunter sehr bedeutenden Verunreinigungen im Innern des Kessels stets richtig und klar die Höhe des Wasserniveaus abzulesen. Es ist dies eine Leistung der Einlagen ganz für sich, die mit der Kesselsteinverminderung nichts zu thun hat; daher möge im Interesse der Betriebssicherheit bei Flammrohrkesseln, sowie zur Erleichterung des Heizerdienstes behuſs der reinigenden Behandlung des Wasserstandsapparates jeder solche Kessel mit dieser Sicherheitsvorrichtung versehen werden. Ich bemerke dabei ausdrücklich, daſs es in diesem Falle durchaus nicht nöthig ist, die ganze Kessellänge zu belegen, sondern daſs es hinreicht, bis ungefähr eine Kesselplatte hinter der Feuerbrücke die Bleche E und e einzusetzen; hierdurch wird die Vorrichtung äuſserst wohlfeil und sehr leicht zu handhaben. Daſs der zur Maschine abgehende Dampf trockener und schlammfreier sein muſs, ist selbstverständlich. Bezüglich der Herstellung der Einlagen im Allgemeinen füge ich noch hinzu, daſs alle Füſschen auf den Kesselblechen mit abgerundeten Stellen ruhen müssen; es ergab sich dies als nothwendig, um das Einreiben in die Kesselbleche zu vermeiden; anfänglich kam letzteres mitunter vor, seit der Anwendung dieser Vorsichtsmaſsregel jedoch nicht mehr. Was die Behandlung der Einlagen betrifft, so darf beim Reinigen der Kessel niemals die Einlage am Platze belassen werden; denn öfters lösen sich nach Abkühlung des Kessels Steinsplitter ab, die sich an den tieſsten Punkten ablagern, leicht zusammenbacken und dann während des Heizens als Ganzes durch die Einlagentrichter nicht mehr in die Höhe geworfen werden können; es ist mir ein Fall bekannt, wo ein Kessel trotz der Einlagen durch diese Ursache verbrannte. Ferner sollen die Einlagebleche nicht zu gründlich gereinigt werden, ein bloses Abklopfen der dickern Krusten genügt, man macht sich sonst zu viel Mühe, beschädigt leicht die Bleche, und auſserdem schützen die dünnen Kalküberzüge vor dem schnellen Rosten; dabei bemerke ich, daſs bei sauern Speisewässern vor Anwendung der Einlagen, die stets von unverzinntem Eisenblech sein sollten, abzusehen ist; selbst ein Anstrich mit Minium hilft nicht viel, da derselbe mit dem Kalke zusammen beim Abklopfen abspringt. Schlieſslich noch einige historische Bemerkungen: Man hat schon vor 30 und mehr Jahren Bleche, Tröge, Schüsseln u.a. in Dampfkesseln zum Auffangen der Nieder schlage aufgestellt; Schmitz verwendete die durch excentrisch eingesetzte guſsciserne Gefäſse entstehende einseitige Wassercirculation in der Meinung, es werde hierdurch jede Ablagerung verhindert; er wuſste nicht, daſs keine, noch so starke Strömung dies im Stande sei (vgl. Peschka, Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, 1870 S. 654). Weder Schmitz noch Jemand sonst vor mir erkannten die Aufgabe, die Splitteranhäufungen zu entfernen, und um wieder letzteres im Stande zu sein, muſste von der Wassercirculation vermöge gröſserer specifischer Leichtigkeit des erwärmten Wassers ganz abgesehen und die motorische Kraft der entstehenden Dampfblasen erkannt und benutzt werden, was ich eben durch die ganz neue und eigentümliche Trichterconstruction zu Stande brachte; endlich war Niemanden bekannt, wie man die Dampfabströmungen durch Bleche so einleiten könne, daſs die Wasserstandsapparate reiner und das Wasser in denselben ruhiger als bisher erhalten werden. Alle diese Leistungen wird man vor meinen Publicationen nirgendwo, als durch einen andern Apparat erreicht, ja nicht einmal als bezweckt erwähnt finden, und verweise ich auch auf den Aufsatz Napravil's (1870 198 97), in welchem über die zufällige Anregung zur Erfindung der Kesseleinlagen und über die noch vor Bekanntwerden des Schmitz'schen Apparates durchgeführten Versuche berichtet wird. Wien, im Februar 1878.